1、第八单元 海水中的化学 第一节 海洋化学资源,学习主题 一 海水中的物质 【问题导引】海洋是一个巨大的资源宝库,海水中含有哪些 盐?如何从海水中提取金属镁? 1.盐在海水中的存在形式:盐在海水中以离子形式存在。 (1)含量较多的阳离子:Na+、Mg2+、Ca2+、K+等。 (2)含量较多的阴离子:Cl-、 等。,2.海水制镁:,MgCl2+Ca(OH)2=,Mg(OH)2+CaCl2,Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O,MgCl2 Mg+Cl2,海水中含有MgCl2能否直接将海水蒸发得到MgCl2? 提示:不能。蒸发海水得到的MgCl2含量少,纯度太低,利用化学反应可以将MgCl2
2、富集,从而得到纯净的MgCl2固体。,学习主题 二 海底矿物 【问题导引】可燃冰是怎样形成的?作为未来能源它有哪些优点?,1.主要海底矿物: (1)常规化石燃料:煤、石油、天然气等。 (2)可燃冰天然气水合物。 形成:是由天然气主要成分为_和水在低温、高 压的条件下形成的冰状固体,因其极易燃烧,又被称为“可燃 冰”。 优点:同等条件下燃烧产生的能量比煤或石油多得多,燃烧 后几乎不产生_,属清洁能源。 (3)多金属结核:也称锰结核,含有多种金属元素。,甲烷(CH4),残渣或废气,2.防止海洋污染的措施:海洋环境立法、建立海洋自然保护区、加强海洋环境监测、提高消除污染的技术水平等。,学习主题 三
3、海水淡化 【问题导引】淡水资源短缺已成为制约社会发展的重要因素,如何从浩瀚的海洋中获取淡水?,1.实验探究:蒸馏法淡化海水: 【提出问题】如何除去海水中的盐得到淡水? 【相关知识】氯化钠溶液能与硝酸银溶液反应,生成白色沉淀。 【实验装置】,【实验步骤与现象】【实验结论】采用蒸馏法可得到不含盐的蒸馏水。,气泡,沸腾,水滴,无白色沉淀,2.海水淡化的方法:主要是膜法和热法,膜法又称反渗透法, 热法中较为常用的是_和_。,低温多效蒸馏法,多级闪急蒸馏法,考点 1 海水制镁 【典例】(2013淄博中考)海洋是人类巨大的资源宝库,从海水中提取金属镁的过程如下所示。,请回答: (1)在过程的化学反应中 大
4、量的热(填写“放出”或“吸收”),若在实验室中进行该实验,海水和石灰乳充分反应后,操作1的名称是 。 (2)写出过程中反应的化学方程式_,过程中化学反应的基本类型是反应。,【解析】本题考查从海水中制取镁的过程。生石灰能与海水中的水反应生成氢氧化钙,同时放出大量的热;过滤可将不溶性的固体和液体分离;Mg(OH)2能与HCl发生中和反应;氯化镁在通电时发生分解反应生成镁和氯气。 答案:(1)放出 过滤 (2)Mg(OH)2+2HCl=2H2O+MgCl2 分解,【拓展归纳】除了从海水中提取金属镁外,人类还通过提取海水中的其他元素来制备对我们有用的物质。 (1)海水晒盐:食盐(NaCl)是一种重要的
5、化工原料,广泛地应用于制火碱(NaOH)、纯碱(Na2CO3)、盐酸等物质。 (2)用海水制得淡水:地球上可供人类利用的淡水不足全部水资源的1%,大部分水存在于海洋中,将海水淡化制得淡水,是解决水危机的重要途径。 (3)从海水中可以提取重水(核反应堆的原料),还可以提取碘、溴等。,考点 2 海水淡化 【典例】用如图简易装置可将海水蒸馏得到蒸馏水。,(1)仪器和的名称分别是 、 ; (2)该方法中水经历了液态、气态的相互转化,在此装置中, _的燃烧为水分子运动提供能量,由液态变成气态,分子间隔 (填“变大”“变小”或“不变”,下同),水蒸气在导管中温度逐渐降低,分子运动速率 ,凝结成水。 (3)
6、为使水蒸气冷凝效果更好,你认为应对实验装置做哪些改进? 。,【解析】酒精的燃烧为水分子提供能量,使水分子运动加快,间隔变大,水由液态变为气态,温度降低时分子失去能量,运动速率减慢,间隔变小,水由气态变为液态;为了使水蒸气的冷凝效果更好,可对实验装置进行改进,改进时可从以下方面来考虑:一方面可以进一步延长水蒸气在导管中的滞留时间,另一方面还可以使用冷凝剂通过管壁进行热交换。,答案:(1)酒精灯 导管 (2)酒精 变大 变小 (3)将右边的试管放入盛有冷水(或冰水)的烧杯中(或加长导管、在导管上包冷而湿的毛巾等),【方法平台】为使水蒸气的冷凝效果更好,可对实验装置做如下改进: (1)在烧杯中加入更
7、好的制冷剂(冰雪、干冰、液氮等); (2)加长导气管,主要是增加散热面积,提高热传递效率; (3)将导气管更换为冷凝管或在导气管上包上冷毛巾等。,1.请结合从海水中提取镁的流程图,写出相关化学方程式。,提示:相关化学方程式: MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2+CaCl2 Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O MgCl2 Mg+Cl2,2.根据下图了解海底矿物的种类并将下图填写完整。提示:海底矿物丰富,含量最高的为海洋石油和天然气。,1.下列变化属于化学变化的是( )【解析】选A。“可燃冰”燃烧生成二氧化碳和水,是化学变化,故A正确;海水晒盐、干冰升华、用高分子分离膜淡化海水
8、都没有新物质生成,是物理变化。,2.海底蕴藏着数百种矿产资源。下面列举的各种资源属于海洋矿产资源的是( ) 海洋石油和天然气 海底煤矿 锰结核 海滨矿砂和沙砾 A.只有 B.只有 C. D. 【解析】选D。海洋矿产资源包括常规化石燃料石油、天然气和煤,海滨矿砂和沙砾以及多金属结核(锰结核)。,【拓展延伸】海洋中的资源海洋资源,化学资源：盐类物质 矿产资源：煤、石油、天然气、可燃冰、锰结核 生物资源：海洋捕捞、海水养殖业 动力资源：潮汐能、波浪发电,3.(2012苏州中考)2012年5月27日我国“海洋六号”科考船启航深入南海北部区域“精确调查”可燃冰资源。可燃冰是在高压低温条件下由水和天然气形
9、成的冰态物,其化学式为( ) A.CO2 B.H2O C.CH4 D.CH4xH2O,【解析】选D。本题考查海底新型矿产资源可燃冰的有关知识,有关能源问题是近几年中考的热点之一,合理地开发新能源是科学家们正在研究的新课题。二氧化碳的固体叫干冰;水的固体是冰;甲烷常温下是气体;天然气的主要成分是甲烷,可燃冰是甲烷的水合物。,4.海洋是人类未来开发利用资源的主要场所。下列操作不能用来淡化海水的是( ) A.过滤 B.蒸馏 C.低温多效蒸馏 D.多级闪急蒸馏 【解析】选A。海水中的可溶性物质在过滤时,能穿透滤纸,达不到淡化海水的目的。,5.下列有关海水晒盐的几种说法,错误的是( ) A.海水成为食盐
10、的饱和溶液后才能析出晶体 B.盐场必须建在阳光充足、雨量少的地区 C.结晶池中析出盐后的母液没有用途,为防止污染须排入大海 D.盐场利用日晒、风吹晒盐,采取的是蒸发结晶的方法 【解析】选C。海水晒盐后的母液中,盐类的浓度较大,可从中提取许多化工原料,例如将MgCl2的浓缩液用于海水制镁。,6.从2013年4月26日起,河北省在全省海洋范围内启动“碧海2013”专项执法行动,检查海洋环境违法行为。下列措施有利于海洋环境保护的是( ) 增建污水处理厂 加大沿海及河流两岸的绿化 禁止企业以煤炭为燃料进行生产 严禁停靠在港口的运煤、运油船舶将清洗船舱的水直接排入海中 禁止海洋捕捞和海水养殖 A. B.
11、 C. D.,【解析】选D。增建污水处理厂、禁止污水直接排入海中、加大沿海及河流两岸的绿化都有利于海洋环境的保护;禁止企业以煤炭为燃料、禁止海洋捕捞和海水养殖都是不符合实际的。,7.浩瀚无际的海洋为人类提供了丰富的资源。由海水制备金属镁,主要有以下步骤:电解熔融的氯化镁;加熟石灰; 加盐酸;过滤;浓缩结晶。其先后顺序正确的是( ) A. B. C. D. 【解析】选D。用海水制镁应先加入Ca(OH)2,Ca(OH)2与MgCl2反应产生Mg(OH)2沉淀,过滤后得到Mg(OH)2固体,然后加入盐酸,反应得到MgCl2溶液,浓缩结晶得MgCl2固体,电解即得镁,故选D。,8.如图表示的是海水中溶
12、解的盐分中各种离子的质量分数。请你根据图示回答下列问题:,(1)海水中含量最多的金属离子是 (填离子符号)。 (2)镁离子的含量为 。 (3)其中含量最多的非金属离子和含量第二多的金属离子形成的化合物的化学式是 。 (4)图中给出的六种离子可以形成 种盐,含量最多的盐是 。,【解析】由图示可知,海水中含量最多的金属离子为Na+,质量分数为30.61%,镁离子的含量为3.69%;含量最多的非金属离子为Cl-,含量第二多的金属离子为Mg2+,它们形成化合物的化学式为MgCl2;图中给出的六种离子可以形成如下八种盐:NaCl、Na2SO4、MgCl2、MgSO4、CaCl2、CaSO4、KCl、K2
13、SO4,其中含量最多的盐为NaCl。 答案:(1)Na+ (2)3.69% (3)MgCl2 (4)8 NaCl,9.(2012济南中考改编)南海是我国的固有领海,南海蕴藏着丰富的海洋资源。 (1)我国科学家在南海海底发现了一种蕴藏量极大的新型矿产资源天然气水合物,它是天然气(主要成分是CH4)和水形成的冰状固体,极易燃烧,又称“可燃冰”,它被认为是一种清洁能源,原因是 。,(2)从海水中提取单质镁的过程如下图所示:在上述转化过程中,所发生的化学反应属于复分解反应的是(填反应顺序标号);海水本身就是含有MgCl2的溶液,它与通过步骤、得到的MgCl2溶液有何不同: 。,【解析】(1)可燃冰本身
14、较为纯净,充分燃烧生成二氧化碳和水,基本不产生残渣和废气,避免了污染问题。(2)酸碱盐之间的反应属于复分解反应,故、属于复分解反应;海水中氯化镁的含量较低,含有氯化钠等各种盐类和其他杂质,步骤、的目的是除去海水中的这些杂质,使溶液中氯化镁得到富集和纯化。 答案:(1)可燃冰较为纯净,燃烧后基本不产生残渣和废气,避免了污染问题 (2) 后者是经过富集的溶液(或海水中含有氯化钠等多种杂质,氯化镁的浓度很低),10.(2013天津中考)现有含杂质的氯化镁样品10 g(杂质不溶于水,也不参加反应),向其中加入一定量的氢氧化钠溶液恰好完全反应,过滤,得到117 g质量分数为10%的溶液。求: (1)样品
15、中氯化镁的质量分数; (2)所加入氢氧化钠溶液的质量分数(计算结果精确到0.1%)。,【解析】本题考查有关化学方程式的计算。由化学方程式可知,反应后所得溶液的溶质为氯化钠,根据氯化钠的质量可求得参加反应的氯化镁的质量,进而可求得样品中氯化镁的质量分数;结合质量守恒定律可求得氢氧化钠溶液的质量,将求得的氢氧化钠质量除以氢氧化钠溶液的质量可求得溶质质量分数。,答案:解:117 g质量分数为10%的溶液中氯化钠的质量是 117 g10%=11.7 g 设样品中氯化镁的质量为x,消耗氢氧化钠的质量为y, MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2+2NaCl 95 80 117 x y 11.7 g x=9.5 gy=8 g。,(1)样品中氯化镁的质量分数是 100%=95%; (2)据质量守恒定律可知氢氧化镁的质量是9.5 g+8 g- 11.7 g=5.8 g,氢氧化钠溶液的质量=117 g+5.8 g-9.5 g= 113.3 g, 则加入的氢氧化钠溶液中溶质的质量分数为100%7.1%。 答:(1)样品中氯化镁的质量分数为95%; (2)氢氧化钠溶液中溶质的质量分数为7.1%。,
